FR2655683A1 - DEVICE FOR PERFORMING THE CUT-TAPPING RUNNING OF THREADED JUNCTIONS FOR ASSEMBLING TUBES. - Google Patents
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Abstract
Le dispositif concerne l'exécution d'au moins un cycle de vissage-dévissage de jonctions filetées pour assemblage de tubes avec serrage à couple élevé pour éviter l'endommagement ultérieur des filets. Ce dispositif comporte deux clés (1) venant chacune en prise sur un composant (51) de la jonction afin d'effectuer au moins un cycle de vissage-dévissage. Les moyens de prise de chaque clé (1) comportent au moins un mors mobile (40) coulissant avec un faible jeu dans une chambre (32) sous l'action d'un moyen de poussée (33) qui l'applique contre la paroi du composant (51). La matière de base de ce mors mobile a une résistance à la déformation plastique inférieure à la contrainte à laquelle elle est soumise afin de répartir la pression qu'elle exerce. Application au rodage des composants des jonctions filetées pour tubes de forages pétroliers.The device relates to the execution of at least one screwing-unscrewing cycle of threaded joints for assembling tubes with tightening at high torque to prevent subsequent damage to the threads. This device comprises two keys (1) each engaging on a component (51) of the junction in order to perform at least one screwing-unscrewing cycle. The gripping means of each key (1) comprise at least one movable jaw (40) sliding with a small clearance in a chamber (32) under the action of a pushing means (33) which applies it against the wall of component (51). The base material of this movable jaw has a resistance to plastic deformation lower than the stress to which it is subjected in order to distribute the pressure which it exerts. Application to the lapping of components of threaded joints for oil drilling tubes.
Description
Le dispositif et le procédé qui font l'objet de l'invention concernent leThe device and the method which are the subject of the invention relate to the
rodage des jonctions filetées pour assemblage de tubes Ils concernent en particulier les composants des jonctions filetées (tool joints) qui sont rapportées par soudage aux extrémités des tiges break-in of threaded joints for tube assembly They concern in particular the components of the threaded joints (tool joints) which are reported by welding at the ends of the rods
tubulaires utilisées pour les forages pétroliers. tubulars used for oil drilling.
En utilisation, ces tiges qui comportent chacune une extrémité mâle In use, these rods each having a male end
et une extrémité femelle subissent de nombreux cycles de vissage- and a female end undergo numerous tightening cycles.
dévissage avec chaque fois serrage à couple élevé L'expérience montre que, lors des premiers cycles, malgré la protection des filets par des traitements adaptés, tels que le cuivrage, l'enduction de poudre de zinc, ou autre, ces filets sont particulièrement susceptibles d'être unscrewing with each tightening at high torque Experience has shown that, during the first cycles, despite the protection of the nets by suitable treatments, such as copper plating, zinc powder coating, or the like, these nets are particularly susceptible to be
endommagés, par exemple par grippage au vissage ou au dévissage. damaged, for example by jamming when screwing or unscrewing.
Pour éviter ces risques il est de pratique courante d'effectuer, avant mise en service de ces tiges tubulaires, un rodage avec ou sans graisse qui consiste à soumettre chacune des extrémités filetées de chaque tige à au moins un cycle de vissage-dévissage, comportant un blocage en fin de vissage avec application d'un couple dont le moment To avoid these risks, it is common practice to perform, before putting into service of these tubular rods, a lapping with or without grease which consists of subjecting each of the threaded ends of each rod to at least one screw-unscrewing cycle, comprising locking at the end of screwing with application of a torque whose moment
est, de préférence, supérieur à ceux qui seront appliqués en utilisa- is preferably higher than those which will be applied in
tion L'expérience montre qu'en effectuant ce vissage de façon pré- Experience shows that by doing this screwing
cise à vitesse de rotation modérée et avec application d'un couple de serrage progressif, on évite en service les phénomènes de grippage et d'endommagement des filets De plus le blocage de la jonction avec un couple de moment supérieur à celui utilisé dans la pratique crée une sorte d'écrouissage superficiel au niveau des filets et des portées de joint qui réduit les risques ultérieurs d'endommagement Les meilleurs At moderate rotational speeds and with the application of a progressive tightening torque, seizing and damage to the threads is prevented in service. In addition, the junction lock is locked with a moment torque greater than that used in practice. creates a kind of surface hardening at the threads and seal surfaces that reduces the subsequent risk of damage
résultats sont obtenus en effectuant plusieurs cycles de vissage- The results are obtained by performing several tightening cycles.
dévissage avec contrôle précis du moment du couple et en accroissant unscrewing with precise control of torque moment and increasing
celui-ci au fur et à mesure.this one as and when.
Ces opérations sont rendues difficiles par la longueur des tiges tubulaires, d'environ une dizaine de mètres chacune Leur alignement These operations are made difficult by the length of the tubular rods, about ten meters each Their alignment
précis, en général à l'horizontale, n'est pas toujours facile à réali- precise, usually horizontal, is not always easy to
ser Ces tiges peuvent aussi présenter une légère courbure qui peut être cause d'un alignement incorrect des filetages mâle et femelle -2- avec détérioration des filets au cours du vissage Enfin l'exécution de cycles successifs de vissage-dévissage s'accompagne de la formation d'empreintes plus ou moins profondes laissées par les mors des clés de serrage sur la paroi extérieure des zones d'extrémité des tiges Dans certains cas, la pression des mors déforme les extrémités des tiges These rods may also have a slight curvature which may cause incorrect alignment of the male and female threads -2- with deterioration of the threads during screwing. Finally, the execution of successive cycles of screwing and unscrewing is accompanied by the formation of more or less deep impressions left by the jaws of the wrenches on the outer wall of the end zones of the rods In some cases, the pressure of the jaws deforms the ends of the rods
tubulaires et peut causer aussi la formation de fissures. tubular and can also cause the formation of cracks.
On a recherché la possibilité de réaliser un dispositif permettant d'effectuer le rodage des jonctions filetées de tubes, appelés aussi It has been investigated the possibility of producing a device for lapping the threaded junctions of tubes, also called
tiges tubulaires (rods), par exécution d'au moins un cycle de vissage- rods, by performing at least one tightening cycle.
dévissage qui permette d'éviter les inconvénients des méthodes connues unscrewing which avoids the disadvantages of known methods
qui viennent d'être décrites On a recherché en premier lieu la possi- which have just been described.
bilité d'éviter les déformations permanentes des extrémités des tubes, avoid permanent deformation of the ends of the tubes,
sous la pression exercée par les mors des clés de serrage On a re- under the pressure exerted by the jaws of the wrenches
cherché aussi la possibilité de supprimer les risques de formation locale d'empreintes ou d'amorces de criques, sous l'action des dents de ces mors On a recherché également la possibilité de réaliser un serrage, à vitesse déterminée, des composants de la jonction filetée, also sought the possibility of eliminating the risk of local formation of cavities or crack initiation, under the action of the teeth of these jaws was also sought the possibility of achieving a tightening, at a fixed speed, the components of the junction threaded,
avec atteinte d'un couple de blocage ayant un moment maximal déter- with a blocking torque having a maximum
miné On a recherché aussi la possibilité de simplifier les conditions de réalisation des cycles de vissage-dévissage nécessaires au rodage des jonctions filetées, lorsque celles-ci sont du type à composants It has also been investigated the possibility of simplifying the conditions for carrying out the screw-and-unscrewing cycles necessary for the lapping of the threaded joints, when these are of the component type.
rapportés par soudage aux extrémités des tubes après usinage. reported by welding to the ends of the tubes after machining.
Le dispositif et le procédé qui font l'objet de l'invention permettent d'atteindre les résultats recherchés tout en évitant les inconvénients The device and the method which are the subject of the invention make it possible to achieve the desired results while avoiding the disadvantages
des dispositifs connus.known devices.
Le dispositif suivant l'invention permet d'effectuer le rodage par The device according to the invention makes it possible to perform the break-in
vissage-dévissage des composants des jonctions filetées pour assem- screwing-unscrewing of the components of the threaded joints for assembling
blage de tubes métalliques Ce rodage peut être effectué alors que les composants de ces jonctions filetées sont solidaires des tubes auxquels ils correspondent De préférence cependant, les composants de ces jonctions filetées, appelées le plus souvent "tool joints" sont This lapping can be carried out while the components of these threaded joints are integral with the tubes to which they correspond. However, the components of these threaded joints, most often called "tool joints" are
rodés, au moyen du dispositif suivant l'invention, avant d'être rap- lapped, by means of the device according to the invention, before being
portés par soudage aux extrémités des tubes, appelés aussi tiges tubulaires (rods), correspondants Ce dispositif permet d'effectuer au moins un cycle de vissage-dévissage au niveau de chaque jonction filetée qu'il s'agit de roder Il comprend deux clés de serrage venant en prise l'une sur le composant mâle et l'autre sur le composant -3- femelle de chaque jonction Chacune de ces clés comporte des moyens de prise, permettant de saisir la paroi extérieure du composant qui lui correspond et des moyens de serrage de ces moyens de prise sur cette paroi extérieure Au moins une de ces clés est reliée à au moins un moyen d'entraînement en rotation autour de l'axe de la jonction filetée, permettant d'exercer sur le composant correspondant un couple de blocage, en fin de vissage, de moment déterminé, puis un couple de déblocage au début du dévissage Avantageusement chacune de ces clés est reliée à au moins un moyen d'entraînement en rotation autour de l'axe de la jonction filetée, permettant d'exercer sur le composant correspondant un couple de blocage, en fin de vissage, de moment déterminé, puis un couple de déblocage au début du dévissage Dans le cas o il n'y a qu'une clé reliée à un moyen d'entraînement en welded to the ends of the tubes, also called tubular rods (rods), corresponding This device makes it possible to perform at least one screw-unscrewing cycle at each threaded junction that is honed It comprises two keys of clamping engagement one on the male component and the other on the female component of each junction Each of these keys comprises gripping means for gripping the outer wall of the component that corresponds to it and means of clamping of these gripping means on this outer wall At least one of these keys is connected to at least one means for driving in rotation about the axis of the threaded junction, making it possible to exert on the corresponding component a locking torque , at the end of screwing, of determined moment, then a release torque at the beginning of the unscrewing Advantageously, each of these keys is connected to at least one means for driving in rotation about the axis of the junction threaded, for exerting on the corresponding component a locking torque, at the end of screwing, determined moment, then a release torque at the beginning of the unscrewing In the case where there is only one key connected to a means training in
rotation, l'autre clé est maintenue fixe. rotation, the other key is held fixed.
Suivant l'invention les moyens de prise de chacune de ces clés comportent au moins un mors mobile apte à coulisser, avec un faible jeu, dans une chambre dont les parois latérales l'entourent, sous l'action d'un moyen de poussée qui vient en appui sur la paroi arrière de ce mors dont la paroi frontale a un profil adapté à celui de la paroi externe en regard du composant contre lequel il vient exercer la pression nécessaire Cette pression est celle qui permet d'appliquer au composant, au moyen de la clé, un couple de blocage de moment déterminé, puis de déblocage, sans glissement angulaire important du mors par rapport au composant De plus la matière de base de ce mors mobile doit avoir une résistance à la déformation plastique inférieure à la contrainte créée dans ce mors par la poussée nécessaire pour According to the invention the gripping means of each of these keys comprise at least one movable jaw able to slide, with a small clearance, in a chamber whose side walls surround it, under the action of a thrust means which bears on the rear wall of this jaw whose front wall has a profile adapted to that of the outer wall facing the component against which it comes to exert the necessary pressure This pressure is that which allows to apply to the component, by means of the key, a moment locking torque determined, then unlocking, without significant angular slip of the jaw with respect to the component Moreover, the base material of this movable jaw must have a resistance to plastic deformation less than the stress created in this bit by the thrust necessary for
empêcher le glissement sous l'action de ce moment. prevent slipping under the action of this moment.
De préférence, cette matière de base de ce mors mobile est un polymère organique solide tel qu'une matière plastique, un élastomère, ou encore un polymère combinant les propriétés d'une matière plastique et d'un élastomère De façon avantageuse, ce polymère organique solide est renforcé par des fils ou fibres En variante de façon avantageuse il contient des particules solides dures dispersées sur la surface du mors en regard du composant ou dans la masse du mors pour accroître le coefficient de frottement entre la surface du mors et la surface du composant Ces particules peuvent par exemple être du carbure de tungstène en grains L'ordre de grandeur de la dimension des grains Preferably, this base material of this movable jaw is a solid organic polymer such as a plastic material, an elastomer, or a polymer combining the properties of a plastic material and an elastomer Advantageously, this organic polymer The solid is reinforced with yarns or fibers. Advantageously, it contains hard solid particles dispersed on the surface of the jaw opposite the component or in the mass of the jaw to increase the coefficient of friction between the surface of the jaw and the surface of the jaw. component These particles may for example be tungsten carbide grains The order of magnitude of the grain size
peut être par exemple de 1 mm.can be for example 1 mm.
-4- De préférence, le moyen de poussée du mors mobile est au moins un vérin dont la tête ou plaque de poussée, en contact avec la paroi arrière du mors, est engagée dans le fond de la chambre et coulisse à l'intérieur de celle-ci avec un faible jeu le long de ses parois latérales De préférence, le mors mobile coopère avec un mors fixe, les deux mors se trouvant de part et d'autre du composant de la jonction filetée à l'intérieur de la chambre De préférence également, le mors fixe est en une matière ayant une résistance à la déformation plastique inférieure à la contrainte maximale à laquelle elle est Preferably, the thrust means of the movable jaw is at least one jack whose head or push plate, in contact with the rear wall of the jaw, is engaged in the bottom of the chamber and slides inside the this with a small clearance along its side walls Preferably, the movable jaw cooperates with a fixed jaw, the two jaws lying on either side of the component of the threaded junction inside the chamber also preferably, the fixed jaw is made of a material having a resistance to plastic deformation less than the maximum stress at which it is
soumise par la pression exercée par le mors mobile sur le composant. subjected by the pressure exerted by the movable jaw on the component.
Cette matière est avantageusement analogue à celle du mors mobile. This material is advantageously similar to that of the movable jaw.
Le moyen d'entraînement en rotation de la clé ou de chacune des clés est avantageusement constitué par un bras solidaire de ladite clé, le bras étant radial par rapport à l'axe de la jonction, l'extrémité du bras étant reliée par une tige à au moins un vérin qui permet de faire tourner le bras, dans le sens du vissage ou du dévissage, avec une amplitude angulaire maximale déterminée qui peut par exemple être de 600 Le moment maximal du couple exercé par le vérin est au moins égal The means for rotating the key or each of the keys advantageously consists of an arm secured to said key, the arm being radial relative to the axis of the junction, the end of the arm being connected by a rod. at least one jack which makes it possible to turn the arm, in the direction of screwing or unscrewing, with a determined maximum angular amplitude which may for example be 600 The maximum torque moment exerted by the jack is at least equal
au moment du couple de blocage qu'il s'agit de réaliser De préfé- at the moment of the blocking torque which it is necessary to carry out
rence, le vérin est hydraulique et est articulé par l'une de ses deux extrémités à l'extrémité du bras de la clé et par l'autre extrémité en un point de la structure qui supporte le palier autour duquel la clé The cylinder is hydraulic and is hinged at one of its ends to the end of the key arm and at the other end to a point on the structure supporting the bearing around which the key
est articulée en rotation.is articulated in rotation.
Le dispositif comporte au moins un moyen d'indication du moment du The device comprises at least one means for indicating the moment of the
couple exercé par les clés sur la jonction filetée Ce moyen d'indica- torque exerted by the keys on the threaded junction This means of
tion peut être alimenté par un signal fonction de la pression exercée can be fed by a signal depending on the pressure exerted
par le fluide hydraulique qui agit sur un vérin relié à un bras. by the hydraulic fluid acting on a cylinder connected to an arm.
Lorsque l'angle c ", formé entre le bras radial de la clé et l'axe du vérin, est variable en fonction du déplacement angulaire du bras, un moyen de correction du signal est de préférence utilisé de façon à indiquer directement le moment du couple exercé par la clé, suivant la relation M = F sin O< R, M étant le moment du couple, F la force appliquée par le vérin et R le rayon du bras de la clé Lorsque deux vérins à double effet sont mis en oeuvre, actionnant chacun un bras d'une clé, ces deux vérins sont avantageusement disposés d'un même côté des clés et on alimente avantageusement en fluide haute pression un seul vérin à la fois, de façon à provoquer le déplacement du piston de ce vérin dans le sens voulu et on réalise une liaison -5- permanente entre l'orifice situé à l'autre extrémité de la chambre du vérin et l'orifice correspondant de l'autre vérin de façon à provoquer When the angle c "formed between the radial arm of the key and the axis of the jack is variable as a function of the angular displacement of the arm, a signal correction means is preferably used so as to indicate directly the moment of the torque exerted by the key, according to the relation M = F sin O <R, M being the moment of the torque, F the force applied by the jack and R the radius of the key arm When two double-acting cylinders are used , each actuating an arm of a key, these two cylinders are advantageously arranged on the same side of the keys and advantageously fed in high pressure fluid only one cylinder at a time, so as to cause the displacement of the piston of this cylinder in the desired direction and a permanent connection is made between the orifice located at the other end of the cylinder chamber and the corresponding orifice of the other cylinder so as to cause
le déplacement en sens inverse, synchronisé, du piston de celui-ci. the synchronized reverse movement of the piston thereof.
Pour inverser le déplacement des pistons des deux vérins il suffit de changer le sens de circulation du fluide hydraulique en alimentant en fluide haute pression le deuxième vérin, l'écoulement de ce fluide se produisant par l'orifice du premier vérin par lequel ce fluide haute To reverse the displacement of the pistons of the two cylinders it suffices to change the direction of circulation of the hydraulic fluid by supplying the second cylinder with high pressure fluid, the flow of this fluid occurring through the orifice of the first cylinder through which this high fluid
pression était d'abord injecté Dans ce mode particulier d'alimen- pressure was first injected into this particular mode of feeding.
tation des vérins, on utilise avantageusement comme source de pression fournissant le signal transmis à l'indicateur de moment du couple exercé, une prise de pression effectuée sur la canalisation de liaison tation of the cylinders, it is advantageous to use as a pressure source supplying the signal transmitted to the moment indicator of the torque exerted, a pressure taken on the connecting pipe
entre les deux vérins.between the two cylinders.
L'invention concerne aussi un procédé, permettant d'effectuer le rodage de jonctions filetées pour assemblage de tubes, dans lequel on réalise au moins un cycle de vissage-dévissage des composants de cette jonction, solidaires ou non des tronçons tubulaires auxquels ils correspondent, procédé dans lequel deux clés sont chacune en prise sur un composant et, soit les deux clés étant mobiles soit une clef étant The invention also relates to a method for lapping threaded joints for assembling tubes, in which at least one screw-and-unscrewing cycle is performed on the components of this junction, whether or not integral with the tubular sections to which they correspond, method in which two keys are each engaged on a component and either the two keys are mobile or a key being
fixe et l'autre mobile, les clés sont entraînées d'un mouvement rela- fixed and the other mobile, the keys are driven by a relative motion.
tif en sens inverse pour bloquer ou débloquer la jonction Selon ce procédé, on met en oeuvre, pour effectuer la prise de chaque clé sur le composant, au moins un mors logé dans une chambre qui l'entoure étroitement, mors qu'on soumet à une contrainte telle que, compte tenu Tif in opposite direction to block or unblock the junction According to this method, it implements, to make the decision of each key on the component, at least one jaw housed in a chamber that surrounds it closely, when you submit to a constraint such as, considering
de la matière dont il est composé, sa limite de résistance à la défor- of the material of which it is composed, its limit of resistance to deformation
mation plastique est dépassée et ce mors exerce une pression répartie sur la surface du composant avec lequel il est en contact On utilise de préférence un deuxième mors fixe, logé dans la même chambre et dont Plasticization is exceeded and this jaw exerts a pressure distributed over the surface of the component with which it is in contact. A second fixed jaw, housed in the same chamber and of which
la matière a des caractéristiques analogues à celles du mors mobile. the material has characteristics similar to those of the movable jaw.
On peut envisager aussi, pour réaliser le procédé de rodage suivant l'invention, de mettre en oeuvre plusieurs mors mobiles répartis angulairement autour de l'axe de chaque composant de la jonction filetée et mis en pression chacun dans une chambre Afin de limiter l'écoulement plastique des mors à l'extérieur des chambres, il est nécessaire de réduire au minimum le jeu existant entre les bords des ouvertures de passage de ces chambres et la surface extérieure des composants de la jonction De même, afin de contrôler cet écoulement plastique, on choisit comme matière de base pour les mors une matière ayant une vitesse de fluage limitée à une valeur convenable dans les It is also possible, in order to carry out the lapping method according to the invention, to use a plurality of movable jaws angularly distributed around the axis of each component of the threaded junction and pressurized each in a chamber. plastic flow of the jaws outside the chambers, it is necessary to minimize the clearance between the edges of the passage openings of these chambers and the outer surface of the components of the junction Similarly, in order to control this plastic flow, a material having a creep speed limited to a suitable value in the
conditions opératoires.operating conditions.
-5- L'exemple et les figures ci-après décrivent, de façon non limitative, un mode particulier de réalisation du dispositif et du procédé qui The example and the figures below describe, in a nonlimiting manner, a particular embodiment of the device and the method which
font l'objet de l'invention.are the subject of the invention.
La figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un mode de FIG. 1 is an overview, in perspective, of a mode of
réalisation du dispositif suivant l'invention. embodiment of the device according to the invention.
La figure 2 est une vue en élévation d'une clé du dispositif suivant Figure 2 is an elevational view of a key of the following device
l' invention.the invention.
La figure 3 est une vue d'une jonction filetée dont on effectue le FIG. 3 is a view of a threaded junction which is made on
rodage par le procédé suivant l'invention. break-in by the method according to the invention.
La figure 4 montre, de façon schématique, un mode particulier d'ali- Figure 4 shows, in a schematic way, a particular mode of
mentation des vérins qui actionnent les bras des clés du dispositif the actuators that actuate the arms of the device keys
suivant l'invention.according to the invention.
On voit figure 1 une vue d'ensemble d'un mode de réalisation du dispositif de rodage des composants de jonctions filetées (tool joints) pour tubes convenant plus particulièrement aux types de tubes appelés tiges ou tiges tubulaires (rods) utilisés pour les forages pétroliers. Ce dispositif comporte deux clés de serrage 1, 2 munies chacune d'un tourillon creux 3, 4, solidaire de la clé correspondante, qui est monté en rotation dans l'alésage formant palier 5, 6 d'une structure support de clé correspondante 7, 8 Chaque clé est munie d'un bras 9, à l'extrémité 11, 12 duquel est reliée de façon articulée l'une des extrémités d'un vérin d'entraînement 13, 14 L'autre extrémité de ce vérin est fixée de façon articulée autour d'axes d'articulation en 17, 18 à la partie inférieure de la structure support de clé 7, 8 Les deux structures support de clé 7, 8 reposent elles-mêmes sur un châssis commun 19 par l'intermédiaire de pièces d'appui élastique telles que 20, 21 (voir fig 2) Au repos, en l'absence de contraintes les structures support de clé 7, 8 sont calées sur le châssis commun 19 de façon que leurs alésages 5, 6 aient un axe commun Xl Xl Dans ces conditions les deux clés se trouvent côte à côte, séparées par un faible écart qui varie au cours du serrage ou du desserrage des deux FIG. 1 is an overview of an embodiment of the lapping device for tube joint components (tool joints) which is more particularly suitable for the types of tubes known as rods or rods used for oil drilling. . This device comprises two wrenches 1, 2 each provided with a hollow pin 3, 4, integral with the corresponding key, which is rotatably mounted in the bearing bore 5, 6 of a corresponding key support structure 7 8 Each key is provided with an arm 9 at the end 11, 12 of which is hingedly connected to one end of a drive cylinder 13, 14 The other end of this cylinder is attached articulated about axes of articulation 17, 18 to the lower part of the key support structure 7, 8 The two key support structures 7, 8 themselves rest on a common frame 19 through parts resilient bearing means such as 20, 21 (see FIG. 2) At rest, in the absence of stresses, the key support structures 7, 8 are wedged on the common frame 19 so that their bores 5, 6 have a common axis Xl Xl Under these conditions the two keys are located side by side, separated by a weak deviation that varies during tightening or loosening of both
composants mâle et femelle d'une jonction filetée Le jeu axial néces- male and female components of a threaded junction The axial clearance requires
saire est prévu pour que les tourillons creux 3,4 puissent se déplacer -7 - saire is provided so that the hollow trunnions 3,4 can move -7 -
axialement de la quantité correspondante dans les alésages 5, 6. axially of the corresponding quantity in the bores 5, 6.
La figure 2 est une vue latérale, en élévation de la clé 1 Une découpe 30 effectuée dans la paroi latérale 31 de la chambre 32 de la clé 1 fait apparaître les mors mobile 40 et fixe 41 entourant le composant 51 de la jonction filetée 50 (voir figure 3) Les parois de la chambre 32 sont calculées pour résister à la pression qui leur est transmise par les mors 40, 41, lorsque ceux-ci dépassent leur limite de résistance à la déformation plastique Cette chambre 32 comporte une ouverture dans laquelle est engagée la plaque de poussée 33 qui est poussée par les pistons 34 de deux vérins unidirectionnels 35 montés côte à côte et exerçant leur poussée de bas en haut Un petit vérin de rappel 36 assure le retour de la plaque 33 et est rendu visible par la découpe 37 effectuée dans l'un des deux bras support 38 FIG. 2 is a side view, in elevation, of the key 1. A cutout 30 made in the side wall 31 of the chamber 32 of the key 1 reveals the movable jaws 40 and fixed 41 surrounding the component 51 of the threaded junction 50 (FIG. see FIG. 3) The walls of the chamber 32 are designed to withstand the pressure transmitted to them by the jaws 40, 41, when they exceed their limit of resistance to plastic deformation. This chamber 32 has an opening in which is engaged the thrust plate 33 which is pushed by the pistons 34 of two unidirectional cylinders 35 mounted side by side and exerting their thrust from bottom to top A small return cylinder 36 ensures the return of the plate 33 and is made visible by cutting 37 performed in one of the two support arms 38
de l'articulation 11 du vérin 13 Le mors supérieur fixe 41 est soli- of the hinge 11 of the jack 13 The fixed upper jaw 41 is solid.
darisé avec la paroi supérieure de la chambre 32 par au moins un moyen darisé with the upper wall of the chamber 32 by at least one means
de retenue tel que la vis 42 Le mors inférieur mobile 40 est solida- such as the screw 42 The movable lower jaw 40 is solidly
risé avec la plaque de poussée 33 par des moyens adaptés non représen- rised with the thrust plate 33 by suitable means not
tés Chacun de ces mors présente, à sa mise en service, une surface d'appui de forme cylindrique en creux, s'étendant sur un peu moins de 1800 Le rayon de ces surfaces, avant mise en appui sur le composant est, à l'état initial, de préférence un peu plus faible que celui de la surface extérieure du composant sur lequel les mors vont exercer leur poussée de sorte que l'on réalise un effet de coin lors du serrage sur le composant On peut par exemple réaliser les mors en polyamide tel que î'ERTALON (marque de la Société ERTA-NV Belgique) ou Each of these jaws has, at its commissioning, a bearing surface of cylindrical hollow shape, extending over a little less than 1800. The radius of these surfaces, before bearing on the component, is initial state, preferably a little weaker than that of the outer surface of the component on which the jaws will exert their thrust so that one makes a wedge effect when tightening on the component can for example achieve the jaws polyamide such as l'ERTALON (trademark of ERTA-NV Belgium) or
le NYLON.the NYLON.
On utilise pour la réalisation de ces mors 40, 41 une matière plas- For the production of these jaws 40, 41, a plastic material is used.
tique présentant une résistance au fluage relativement élevée, tout en conservant une ductilité suffisante et en ayant un coefficient de frottement suffisamment élevé pour transmettre, sans glissement, au composant correspondant, le couple exercé par le vérin 13 On ajuste la pression de serrage exercée par les mors 40, 41 sous l'action des vérins 35 en fonction du moment du couple de serrage qu'il s'agit de réaliser Dans le cas de la jonction filetée 50 d'axe X 2-X 2 les composants 51, 52 ont des filets 53 coniques (voir fig 3) Il s'agit de composants destinés à être rapportés par soudage aux extrémités des tiges tubulaires correspondantes On effectue, le plus souvent, un pré-vissage à très faible couple, avant blocage La jonction prévissée -8- ou non est introduite dans le passage prévu dans le dispositif, les diamètres intérieurs des tourillons creux 3, 4 ainsi que ceux des ouvertures centrées sur l'axe Xl-Xl des parois telles que 31 des chambres telles que 32 étant déterminés pour cela Les ouvertures des parois des chambres ne laissent qu'un faible jeu pour le passage des composants De plus chacun de ceux-ci doit dépasser par sa partie cylindrique à l'extérieur des chambres telles que 32 afin de conserver ce faible jeu lorsque la poussée des mors est portée à sa valeur maximale Comme le montrent les figures 1 et 4, on utilise de façon avantageuse une méthode particulière d'actionnement des vérins qui with a relatively high creep resistance, while maintaining sufficient ductility and having a coefficient of friction sufficiently high to transmit, without slipping, to the corresponding component, the torque exerted by the cylinder 13 is adjusted the clamping pressure exerted by the jaws 40, 41 under the action of the jacks 35 as a function of the moment of the tightening torque that is to be achieved In the case of the threaded junction 50 of axis X 2 -X 2, the components 51, 52 have Conical threads 53 (see FIG. 3) These are components intended to be attached by welding to the ends of the corresponding tubular rods. In most cases, pre-screwing is carried out at very low torque, before locking the welded joint. or not is introduced into the passage provided in the device, the inner diameters of the hollow journals 3, 4 as well as those of the openings centered on the axis X1-X1 of the walls such as 31 chambers such as e 32 being determined for this The openings of the walls of the chambers leave only a small clearance for the passage of the components Moreover each of them must exceed by its cylindrical part outside the rooms such as 32 in order to preserve this low clearance when the thrust of the jaws is brought to its maximum value As shown in Figures 1 and 4, it is advantageous to use a particular method of actuating cylinders which
entraînent les clés.drive the keys.
Selon cette méthode un moyen d'alimentation en fluide haute-pression non représenté est relié, par un moyen distibuteur non représenté, à According to this method, a high-pressure fluid supply means (not shown) is connected, by a distibutor means (not shown), to
l'un des deux orifices d'introduction ou de sortie de fluide 60 ou 61. one of the two fluid introduction or exit orifices 60 or 61.
L'autre orifice 61 ou 60 est relié au conduit de retour de fluide à la pompe haute pression non représentée Les deux autres orifices 62, 63 The other orifice 61 or 60 is connected to the fluid return duct at the high pressure pump, not shown. The other two orifices 62, 63
disposés aux extrémités des vérins voisins de leurs axes d'articula- arranged at the ends of the cylinders adjacent to their axes of articulation.
tion 17, 18 sur le châssis 19 sont reliés entre eux par la canalisa- 17, 18 on the frame 19 are interconnected by the channeling
tion de liaison 64, sur laquelle est prelevé, par la canalisation 65, le signal de pression qui contribue au fonctionnement de l'indicateur du moment du couple appliqué à la jonction 50 On voit que, lorsque le connection 64, on which is taken, by the pipe 65, the pressure signal which contributes to the operation of the torque moment indicator applied to the junction 50 It is seen that when the
fluide haute pression pénètre par l'orifice 60, les clés sont entraî- high pressure fluid enters through port 60, the keys are
nées par les vérins dans le sens du vissage (pour un pas à droite). born by the jacks in the direction of the screwing (for a step to the right).
Afin d'avoir la course maximale on alimente d'abord, sans prise des clés sur le composant, les vérins 13, 14 par l'orifice 61 dans le sens du dévissage On met ensuite les clés en prise sur les composants 51, 52 de la jonction 50 par action des pistons tels que 34 des vérins tels que 35 sur les mors mobiles tels que 40 et enfin on In order to have the maximum stroke, the cylinders 13, 14 are first fed, without taking any keys on the component, through the orifice 61 in the unscrewing direction. The keys are then engaged on the components 51, 52 of FIG. the junction 50 by action of the pistons such as 34 jacks such as 35 on the movable jaws such as 40 and finally
alimente les vérins 13, 14 par l'orifice 60 dans le sens du vissage. feeds the cylinders 13, 14 through the orifice 60 in the direction of screwing.
On ajuste la pression de fluide à l'entrée jusqu'à ce que le niveau de The fluid pressure is adjusted at the inlet until the level of
pression dans la canalisation de liaison 64 atteigne la valeur voulue. pressure in the connecting pipe 64 reaches the desired value.
On remarque qu'on dispose ainsi d'un angle total de vissage de 1200, Note that we have a total angle of screwing of 1200,
sans dépasser pour les bras des clés une inclinaison de 30 par rap- without exceeding for the arms of the keys an inclination of 30
port à la verticale; l'angle o< correspondant n'étant pas inférieur à 600 le sin oc, n'est pas inférieur à 0,866 Un tel angle de vissage est en général suffisant pour obtenir le blocage à couple élevé d'une telle jonction pré-vissée Si c'est insuffisant on peut poursuivre le vissage Si le moment visé pour couple de blocage est atteint, on voit qu'il est facile, en alternant l'introduction de fluide haute pression -9 vertical port; the corresponding angle θ <being not less than 600 the sin oc, is not less than 0.866 Such a screwing angle is generally sufficient to obtain the high torque locking of such a pre-screwed junction Si c If the target moment for locking torque is reached, we see that it is easy, alternating the introduction of high-pressure fluid -9
par les orifices 60, 61 d'exécuter plusieurs cycles de blocage déblo- through the orifices 60, 61 to execute several unlocking cycles
cage de la jonction 50 On remarque que les efforts exercés par les junction cage 50 It can be seen that the efforts exerted by the
vérins, en particulier au niveau des articulations 17, 18 sont absor- jacks, in particular at the joints 17, 18 are absorbed
bés par le châssis 19 grâce aux barres de retenue 66, 67 solidaires de ce châssis et aux pièces d'appui élastiques telles que 20, 21 qui by the frame 19 thanks to the retaining bars 66, 67 secured to this frame and to the elastic bearing parts such as 20, 21 which
jouent le rôle d'amortisseur.play the role of shock absorber.
De très nombreuses variantes ou modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé suivant l'invention qui ne sortent pas du domaine de celle-ci En particulier, bien que l'exemple porte sur des jonctions filetées à filetage conique non encore montées sur les tiges tubulaires correspondantes il est bien évident que le dispositif et le procédé s'appliquent à tous types de jonction filetées coniques ou cylindriques pour tubes, que ces jonctions soient ou non solidaires Many variations or modifications can be made to the device and method according to the invention which do not go beyond the scope thereof. In particular, although the example relates to threaded joints with conical threads not yet mounted on the rods. corresponding tubular it is obvious that the device and the method apply to all types of threaded conical or cylindrical junction for tubes, these junctions are or not secured
des tubes qui leur correspondent.tubes that correspond to them.
-10--10-
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